C++链栈实现表达式求值代码详解
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更新于2024-08-29
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"C++利用链栈实现表达式求值"
在C++编程中,链栈是一种基于链表数据结构的栈,常用于解决需要临时存储和管理数据的问题,如表达式求值。本实例中,我们将探讨如何使用链栈来解析和计算中缀表达式的值。
首先,我们需要定义链栈的结构。`StackNode` 结构体包含一个数据成员 `data`(用于存储元素)和一个指向下一个节点的指针 `next`。`LinkStack` 是指向 `StackNode` 的指针,表示栈顶。
`InitStack` 函数用于初始化链栈,将栈设置为空栈。它接收一个引用类型的 `LinkStack` 参数,将其设为 `NULL` 表示空栈,并返回状态 `OK` 表示成功。
`Push` 函数用于将元素压入栈中。它创建一个新的 `StackNode` 对象,将传入的数据 `e` 存储在新节点中,然后将新节点链接到栈顶。最后,更新栈顶指针 `S` 并返回状态 `OK`。
`Pop` 函数用于从栈中弹出顶部元素。如果栈为空,返回 `ERROR`,否则将栈顶元素赋值给 `e`,删除栈顶节点,更新栈顶指针并返回 `OK`。
`GetTop` 函数用于获取栈顶元素,但不进行弹出操作。如果栈非空,返回栈顶元素;否则,返回未定义的值。
在表达式求值过程中,我们还需要实现输入检查函数 `In`,确保用户输入的是有效的运算符或结束符。这里只列出了部分运算符,包括加法、减法、乘法、除法、左括号、右括号和结束符 `#`。
`Precede` 函数用于确定两个运算符的优先级。根据运算符的组合,返回大于、小于或等于的符号,以确定运算顺序。例如,乘法和除法的优先级高于加法和减法,而括号内的运算优先级最高。
表达式求值通常采用逆波兰表示法(RPN,Reverse Polish Notation)或中缀表达式转换为后缀表达式的方法。在这个例子中,我们需要处理中缀表达式,这意味着我们需要处理运算符的优先级和括号。基本步骤包括:
1. 读取字符,如果是数字,将其转换为整数并压入栈。
2. 如果是运算符,比较其与栈顶运算符的优先级。如果当前运算符优先级更高或栈为空,直接压入;否则,弹出栈顶运算符进行计算,直到找到一个优先级低于或等于当前运算符的运算符,然后将当前运算符压入栈。
3. 当遇到左括号时,将其压入栈;遇到右括号时,从栈中弹出运算符并进行计算,直到遇到左括号,此时左右括号匹配,结果继续压入栈。
4. 当输入结束符 `#` 出现,说明表达式结束,依次弹出栈中的所有元素进行计算,得到最终结果。
通过这样的方式,我们可以使用链栈高效地处理中缀表达式,完成表达式求值。在实际编程中,应完整实现所有逻辑,并进行错误处理,以确保程序的健壮性。
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